| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第8-14页 |
| 1.1 课题研究背景与意义 | 第8-9页 |
| 1.2 姿态检测技术的国内外发展状况 | 第9-10页 |
| 1.3 课题研究的主要内容 | 第10-12页 |
| 1.4 本文的工作安排 | 第12-14页 |
| 2 人体姿态检测系统总体设计 | 第14-24页 |
| 2.1 系统需求及主要功能 | 第14-15页 |
| 2.2 系统硬件总体设计 | 第15-19页 |
| 2.2.1 数据采集与处理模块硬件结构 | 第16-17页 |
| 2.2.2 数据接收模块硬件结构 | 第17-19页 |
| 2.3 系统软件总体设计 | 第19-23页 |
| 2.3.1 数据采集与处理模块软件结构设计 | 第20-21页 |
| 2.3.2 人体姿态解算软件结构设计 | 第21-22页 |
| 2.3.3 数据接收模块软件结构设计 | 第22-23页 |
| 2.4 本章小结 | 第23-24页 |
| 3 人体姿态检测系统的硬件设计 | 第24-34页 |
| 3.1 数据采集与处理模块设计 | 第24-30页 |
| 3.1.1 单片机最小系统设计 | 第24-25页 |
| 3.1.2 MEMS惯性传感器模块设计 | 第25-27页 |
| 3.1.3 无线射频模块设计 | 第27-28页 |
| 3.1.4 电源模块设计 | 第28-29页 |
| 3.1.5 JTAG下载调试模块设计 | 第29-30页 |
| 3.2 数据接收模块设计 | 第30-32页 |
| 3.2.1 单片机最小系统设计 | 第30页 |
| 3.2.2 无线射频模块设计 | 第30-31页 |
| 3.2.3 RS232串口模块设计 | 第31页 |
| 3.2.4 电源模块设计 | 第31-32页 |
| 3.2.5 JTAG下载调试模块设计 | 第32页 |
| 3.3 本章小结 | 第32-34页 |
| 4 人体姿态解算算法设计 | 第34-48页 |
| 4.1 捷联惯性导航技术简介 | 第34页 |
| 4.2 导航中的坐标系及坐标转换 | 第34-37页 |
| 4.2.1 参考坐标系 | 第34-35页 |
| 4.2.2 坐标系的确定 | 第35页 |
| 4.2.3 姿态角定义 | 第35-36页 |
| 4.2.4 基于坐标系的坐标变换 | 第36-37页 |
| 4.3 捷联姿态算法 | 第37-40页 |
| 4.3.1 余弦矩阵法 | 第37-38页 |
| 4.3.2 欧拉角法 | 第38-39页 |
| 4.3.3 四元数法 | 第39-40页 |
| 4.4 人体姿态解算算法流程设计 | 第40-41页 |
| 4.5 人体姿态初始对准 | 第41-43页 |
| 4.5.1 载体初始俯仰角和横滚角求解 | 第41-42页 |
| 4.5.2 载体初始偏航角求解 | 第42-43页 |
| 4.5.3 初始化四元数求解 | 第43页 |
| 4.6 基于滤波算法的数据融合 | 第43-46页 |
| 4.6.1 互补滤波器原理 | 第43-44页 |
| 4.6.2 基于互补滤波的数据融合算法 | 第44-46页 |
| 4.7 基于四元数法的姿态更新算法 | 第46-47页 |
| 4.8 本章小结 | 第47-48页 |
| 5 人体姿态检测系统的软件设计 | 第48-68页 |
| 5.1 系统软件设计流程 | 第48-49页 |
| 5.2 数据采集与处理模块初始化设计 | 第49-52页 |
| 5.2.1 MSP430F5310单片机系统初始化 | 第49-51页 |
| 5.2.2 MPU9150惯性传感器初始化 | 第51页 |
| 5.2.3 nRF24L01射频初始化 | 第51-52页 |
| 5.3 数据接收模块初始化设计 | 第52-54页 |
| 5.3.1 MSP430F5438A单片机系统初始化 | 第52-53页 |
| 5.3.2 UARTx串口初始化 | 第53-54页 |
| 5.4 数据采集软件设计 | 第54-57页 |
| 5.4.1 I~2C串行通信 | 第54-56页 |
| 5.4.2 数据采集程序设计 | 第56-57页 |
| 5.5 无线通信软件设计 | 第57-62页 |
| 5.5.1 SPI串行通信 | 第57-60页 |
| 5.5.2 无线射频数据收发程序设计 | 第60-62页 |
| 5.6 串口通信软件设计 | 第62-66页 |
| 5.6.1 RS232异步通信 | 第62-63页 |
| 5.6.2 单片机与计算机通信协议设计 | 第63-65页 |
| 5.6.3 RS232串口通信程序设计 | 第65-66页 |
| 5.7 本章小结 | 第66-68页 |
| 6 人体姿态检测系统的仿真与调试 | 第68-84页 |
| 6.1 系统仿真及分析 | 第68-76页 |
| 6.1.1 系统静态仿真与分析 | 第68-71页 |
| 6.1.2 系统动态摇摆仿真与分析 | 第71-76页 |
| 6.2 系统调试 | 第76-82页 |
| 6.2.1 数据采集与处理模块和数据接收模块的调试 | 第76-78页 |
| 6.2.2 无线通信的调试 | 第78-79页 |
| 6.2.3 系统联调 | 第79-82页 |
| 6.3 本章小结 | 第82-84页 |
| 7 总结与展望 | 第84-86页 |
| 致谢 | 第86-88页 |
| 参考文献 | 第88-92页 |
| 附录A | 第92-93页 |
